肌电信号的识别 单片机部分.doc

燕山大学 课 程 设 计 说 明 书 题目： 肌电信号分析及动作识别 学院（系）： 电气工程学院 年级专业： 10级仪表三班 学 号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称： 副教授 讲师 电气工程学院《课程设计》任务书 基层教学单位： 自动化仪表系 指导教师：谢平 张淑清 学号 学生姓名 （专业）班级 设计题目 肌电信号分析及动作识别 设 计 技 术 参 数 1、独立完成设计任务。 2、编程，上机调试。 3、连接硬件实验线路，实现所要求的功能。 4、完成设计，提交课程设计报告。 设 计 要 求 1、利用肌电传感器采集人体肌电信号，利用Matlab软件对肌电信号进行时域和频域(包括FFT，功率谱，倒谱)分析，计算均值、标准差、方差、积分肌电值IEMG、均方根RMS等时域指标参数和平均功率频率MPF、中值频率MF等频域指标。比较不同动作下肌电信号特征，根据设定阈值给出动作状态，设计相应的信号分析及显示界面。 2、基于肌电信号分析结果，通过串口发送命令给单片机系统，根据肌电信号动作状态控制相应的数码管或LED发光显示。 3、扩展：也可通过动作模式驱动电机转动或其他控制输出模块。 工 作 量 软件编程与硬件调试相结合，绘制设计流程图，编制相应软件界面，实现单片机控制与信号处理任务的综合应用 参 考 资 料 1）《微型计算机控制系统》 赖寿宏，机械工业出版社（教材） 2）《单片机及应用》李大友，高等教育出版社（教材） 3）《信号处理原理及应用》 谢平 等 机械工业出版社（教材） 4)《Matlab程序设计及其在信号处理中的应用》 5）自选其他有关资料目录 第一章 摘要 …………………………………………………2 第二章 系统总体设计方案 …………………………………3 第三章 各模块原理分析 ……………………………………4 3.1动态数码管显示模块 ……………………………5 3.2 点阵显示模块 ……………………………………6 3.3 步进电机显示模块 ………………………………8 3.4蜂鸣器模块…………………………………………9 3.5串口通信……………………………………………10 第四章 伟福实验箱的实现…………………………………13 4.1伟福实验箱的介绍………………………………13 4.2 模块硬件连线 …………………………………13 第五章 系统整体调试结果及说明…………………………14 第六章 课设心得及总结……………………………………15 参考文献………………………………………………………16 附录 第一章 摘要 　　　一块单片机芯片就是一台计算机，由于单片机以其集成度高、体积小、可靠性高、控制功能强、低电压、低功耗等特点使它应用于智能仪器仪表、机电一体化、实时程控、人类生活中。除此之外还广泛应用办公自动化领域、商业营销领域、汽车及通信系统、计算机外部设备等各领域中，并且单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面。由此可见掌握单片机的使用方法和利用单片机解决实际问题具有重要的意义。 　　　肌电信号是产生肌肉力的电信号根源，它是肌肉中很多运动单元动作电位在时间和空间上的叠加，反映了神经，肌肉的功能状态，在基础医学研究、临床诊断和康复工程中有广泛的应用。它属于随机信号的一种，用数字信号处理的方法和Matlab软件对其进行分析后，可以得到许多有用的信息，对于诊断疾病有非常重要的参考价。 　　　关键字：单片机 肌电信号 第二章 系统总体设计方案 根据课程设计要求在上微机利用matble分析肌电信号并处理，基于肌电信号分析结果，通过串口发送命令给单片机系统，根据肌电信号动作状态控制相应的数码管显示。并增加了扩展模块，通过动作模式驱动电机转动或其他控制输出模块。 通过分析上位机matlab中对信号处理的结果，我们可以得到一系列的信号特征值，其中我们选取了具有代表意义积分肌电值来进行处理，并给出对于屈伸动作的阈值。通过对阈值的判断，使数码管显示积分肌电值，使点阵模块显示相应的“屈”和“伸”字样，使电机根据动作进行正反转，蜂鸣器在“屈”动作是发出鸣响。 最后，将上微机的处理数据通过串口通信发送到下微机显示，得到动作识别的要求。 实验结果如下图所示： 第三章 各模块原理分析 3.1动态数码管 3.1.1原理分析 几乎所有的单片机应用系统都要用到数码管显示。数码显示是一个占用IO资源较多、程序设计较复杂的模块。在